CN103959765A - 用于立体地观看动态图像的*** - Google Patents

Abstract

立体地观看移动图像，比如电视节目。优选地，***包括视觉显示屏幕，可以在上面显示左-右颠倒的视觉显示。反射表面放置在该视觉显示屏幕的对面，用于将来自该视觉显示屏幕的图像发射给观看者。反射的图像提供反射的左-右正确的视觉显示。该视觉显示屏幕与该反射表面间隔开，使得观看者对该视觉显示屏幕的感知导致观看者专注在该反射表面后面的点上，因此，要求观看者在该反射表面上感知该视觉显示屏幕的横向偏移反射。在一个实施例中，阁子组件使观看者或用户能够可选择性地相对于主要反射表面放置该视觉显示屏幕，以增强受感知的横向偏移反射影响的图像中的深度感知。

Description

用于立体地观看动态图像的***

技术领域

本发明总体上涉及电视技术，更具体地，涉及不需要专门格式的可视材料、专门的电子装备或三维眼镜或其它用户佩戴装置，观看基于电视节目或类似的其它可视材料诸如三维照片或电影的***、组件和方法。

背景技术

体视学(也称为立体或三维(3D)成像)涉及通过分别向观看者的左眼和右眼呈现两个二(2)维图像和偏移图像，以在图像中创造或增强错觉深度的技术。该二维图像和偏移图像二者随后在大脑中结合以产生三维深度的感知。四种一般技术用于完成立体成像，其中三种采用专门的眼镜，一种不需要眼镜。

这些需要专门眼镜的技术为：(1)通过不同颜色的滤光片，同时记录和投影左图像和右图像，并且向观看者提供眼镜，所述眼镜利用滤光片的有色镜片允许每只眼睛只看到用合适的照相机拍摄的双图像(dual picture)的一部分。(2)记录和投影利用双照相机拍摄的两个不同的图像，在电影屏幕的电视上交替显示左图像和右图像，并且提供诸如电子快门式眼镜或圆偏光眼镜等装置，以将左摄像机图像和右摄像机图像分别导向观看者的左眼和右眼。

(3)利用由单个摄像机拍摄的普通电视图像，但显示在修改过的电视机上，该电视机能够利用内部软件以至少两倍于一般频率的频率(120Hz相对于60Hz)呈现观看帧(viewing frames)，该软件呈现的每第二帧被很小的水平偏移改变，如果从中间位置观看相同的景象，该水平偏移模仿两个眼睛看到的大部分差异。同样，使用快门式眼镜，以允许左眼看到未改变的景象，而右眼只看到轻微偏移的景象。

不需要专门的眼镜而在专门的摄像机和使用两个照相机的手持设备中允许三维效果并且内部地产生两个图像的方法。在屏幕上会看到这两个图像，该屏幕由微小的垂直截面组成，将截面以这样的角度相互设置，使左眼只能看到垂直元素，在该垂直元素上左边的图像是可视的，并且右眼只能看到打算呈现给右眼的图像。

观看者不需要佩戴专门的眼镜，但是只有当观看者到复合屏幕(complexscreen)的距离为大约20英尺左右时该技术是可用的。在更近的距离上，两只眼睛都能看到两个垂直的元素，并且在更远的距离上，两只眼睛都能看到相同的元素。这些例子中的任何一个都不能创造三维效果，所以该方法不能直接应用于大屏幕电视机或电影院的呈现。

自从20世纪30年代，就报道过观看者不需要或不使用特殊眼镜观看动态图像的技术。关于这个，读者可参考美国专利申请公开号为2007/0103546发明人为Collender等人的专利，其提供相当正统的、不需要眼镜的免戴眼镜三维动态图像技术历史的历史概况。因此，读者可查看该文章，以获取不依赖眼镜的三维动态图像观看的历史发展的进一步信息。下面简要描述相关技术的其它相关专利的公开。

美国专利第1,419,901号(‘901专利)，颁发给Lehnhoff-Wyld的专利公开了在电影投影中获取立体效果的设备。该设备合并使用了球面镜、设置在该镜焦点和中心之间的屏幕以及投影装置。该屏幕倾向于在凹透镜上反射由该装置投影的图像，并且获得投影在该屏幕上的景象的真实的、大的、没有颠倒的图像，该屏幕包括凸面以矫正水平线的变形和投影的图像的其它失真。

美国专利第3,501,230号(‘230专利)，颁发给Johnson的专利公开了三维显示***。该‘230专利描述了三维观察***，其具有只在垂直方向漫射入射光的观看表面。多个图像同时从图像源投影到该观看表面上，使得该图像是重叠的(superimposed)。每个图像都是相同的拍摄的景象的视图，但是呈现出的视图就像从不同的垂直平面观看该景象一样。每个图像源以不同的距离远离该观看表面，距离该观看表面最远的图像源代表来自最大距离处的景象的视图，使得随着观看者从该观看表面的一侧移到另一侧时，不同图像源示出的元素将看起来彼此是移动的。

美国专利第4,509,835号(‘835专利)，颁发给Adler的专利公开了三维照相机及其新的投影***。该‘835专利描述了通过利用多个透镜照相机获取的某种三维观看，该多个透镜照相机具有包含的正像透镜，该正像透镜产生大量并排的介质携带的图像，用于通过多个间隔的抛物面镜的反光片产生所述图像的重叠和后续投影，该抛物面镜的反光片位于漫射屏幕的相反面，可选地，该反光片被光学地聚焦和相互设置，以在多个观看者占据的相对宽的观察范围内产生最终的、反射的、具有三维特征的虚像。该***适用于家庭电视或商业电影(电影院)投影。

美国专利第4,740,836号(‘836专利)，颁发给Craig的专利公开了兼容的利用商业电电视广播标准和设备的3D视频显示。该‘836专利描述了运行在标准商业电视广播扫描频率、行距和/或像素密度上的视频显示。立体的成对图像的上下并排的分屏呈现允许任何数量的观众，利用安装在一对眼镜上的简单的光学偏移元件观看三维视图。

除了与广播标准兼容之外，该显示还与已经在生产的3D移动图像电影上使用的格式兼容，该显示允许不改变的播放这样的电影和/或利用现存的设备直接转换成录影带。因此，可以通过所述光学偏移元件观看录制的视频。当立体地观看时，最后的显示展示出的宽高比例大于宽度与高度的比例的两倍，该高度与移动图像屏幕大约相同，并且很适于显示电视定时播放的体育赛事。该显示与没有立体感的正常的观看兼容，通过肉眼能够看到具有正常清晰度的全彩色。

美国专利第6,361,188号(‘188专利)，颁发给Kuts的专利公开了产生三维光模式的方法和装置。该‘188专利描述了产生三维图像的方法和装置，包括一个或多个导向一个或更多个镜子的激光束。每个镜子柔性地附接至变换器诸如扬声器的震动部分，该变换器耦合到信号源。合适的信号源包括电台和电视调谐器、CD播放器、磁带机、VCR、具有合适的信号输出的乐器以及信号发生器。该镜子反射的激光束被导向旋转的观看表面，该观看平面是半透明的。由于该观看平面的旋转，形成了可以从多个角度观看的三维图像。

美国专利申请第2002/0113944号，作者为Youn的专利描述了显示3-维图像的装置，包括：左平面图像显示设备和右平面图像显示设备，用于同时输出相对于相同的物体从屏幕的左侧和右侧接收到的左平面图像和右平面图像；左图像反相器和右图像反相器，用于反相原始的左图像和右图像，并且输出反相的图像至该左平面图像显示设备和右平面图像显示设备；左反射镜，该左平面图像显示设备的图像输出以预定的角度入射在该左反射镜上，并且通过该左反射镜，该左图像被反射相同的角度，使得观看者的左眼感知到该左图像；以及右反射镜，该右平面图像显示设备的图像输出以预定的角度入射在该右反射镜上，并且通过该右反射镜，该右图像被反射相同的角度，使得观看者的右眼感知到该右图像。

因此，虽然不像具有复杂结构的传统的3-D显示装置，但是没有通用性，通过设置两个平面图像显示设备和图像反相器在左侧和右侧，并且设置该反射镜在他们中间，以及调节该反射镜的入射角度和反射角度，不需要附加的设备就可以很容易实现3-D图像。

Youn的发明适用于手持设备，在观看者的眼睛和屏幕之间很窄的距离范围内，观看者可以舒服的使用该设备，并且为了获得三维效果，观看者必须几乎在屏幕的中心的对面。因此，Youn的发明不适用于商业电视或电影院。

美国专利申请第2003/0058209号，作者为Balogh的专利描述了呈现三维图像的方法和装置，其中，具有合适强度并且可选地具有合适颜色的光束投影到不同的观看方向从而创造三维图像。该光束由光发射表面创造，该光发射表面包括可周期性地寻址的光源。该表面位于包括具有可控的光传播或反射的像素的屏幕后面。

发射自不同光源的光束从不同方向照亮单个像素。根据本发明，光源之间的距离大于像素之间的距离，并且光源距离像素非常远，使得一个光源照亮的像素的数量大于照亮一个像素的光源的数量。

美国专利申请第2005/0001982号，作者为Youn的专利描述了从至少两个平面图像提供三维图像的***。该***包括实质上同时输出第一平面图像和第二平面图像的第一图像显示设备和第二图像显示设备，对于一个物体每个平面图像产生在不同的位置。

该***还包括第一反射镜和第二反射镜，配置使得输出的第一平面图像和第二平面图像分别以一个方向入射到第一镜和第二镜。该***对该第一镜和第二镜之间的距离提供手动或者自动调整，使得每次调整之后，该平面图像的入射角度度和反射角度维持在实质相同。

Collender等人在美国专利申请第2007/0103546号专利中描述的主题相比于本主题发明是最相关的。在试图提高技术现状上，Collender等人描述了电影院，其包括位于该电影院的前面和后面之间的屏幕、接近该电影院的前面的实质上球形凹面镜，以及该平面和镜子之间的视见体，使得视见体中的每个观看者利用他们各自的眼睛，可以看到显示在屏幕上的景象在镜子中的反射。

另外，在该视见体中的位于实质上所有位置的观看者可以看到显示在该屏幕上的景象的三维视图。对于每个观看者，观看者的视网膜将收到该实质上的球形凸面屏幕上的移动的图像在实质上的球形凹面镜上的实质上相同的反射，并且实质上所有的观看者可以看到该移动图像的三维视图。

查看现有技术可知，现有技术需要不使用特殊的眼镜、并且在显示二维视觉材料的现有的电视机***状态上，使电视观看者观看或观察三维的基于电视的视觉显示的***、组件和方法。换言之，现有技术有这样的需求，即为用户提供标准的二维电视，其具有在所述二维电视上以三维形式观看视觉显示的部件，而不需要电视节目的制作者或者电视机的生产商利用任何特专门设计或技术，也不需要观看者佩戴专门的眼镜。

发明内容

本发明提供将普通照相机拍摄的、并且投影到视觉显示屏幕上或相似的其它观看表面上的二维图像呈现成三维图像的新技术，在该三维图像中，深度很明显地被大脑感知(registered)，不需要佩戴眼镜来创造供左眼和右眼观看的单独的图像。而是利用简单的镜子设置(simple mirror arrangement)分隔开两个眼睛观看的图像，使得大脑可以分配到观看的物体的距离，由此产生深度感知。

不应当误认为本发明是提供这样的真实的三维观看，即在该三维观看中，眼睛可以看到完全不同的图像，并且通过反复移动头部可以确定该三维观看，在反复移动头部这种情况下，前景和后景的相对位置将改变。在以三维方式观看二维摄影或电影艺术过程中，没有足够的视觉信息进行上述过程。

然而，大脑能够从更少的信息中形成三维图像，并且易于利用各种视觉信息等等。这样的信息包括物体的相对尺寸(小意味着远)、亮度与对比度(低亮度和对比度意味着物体在远处)，以及至眼睛的晶状体的物理焦距。观看附近的物体的重要性是左眼和右眼接收到的图像之间的区别。这种过程普遍存在于日常生活中的、通过人类的眼睛设置感知的图像中没有足够区别的情形(例如由于至观看的物体有很大的距离)，并且深度感知会自动的和自然的发生。

根据本发明，三维观看是有限的，还利用真实的三维观看的大多数元素产生显著改善的图像。不需要专门的眼镜、专门的电视机或组件、专门的摄影技术等就可以获得上述效果。

相应地，本发明的主要目的为提供某种组件，使电视观看者不需要眼镜，从以二维方式显示视觉图像电视上以三维方式观看或观察视觉图像。为了获取这些及其他显而易见的目标，本发明主要并且首先需要基本的、传统的(平面屏幕)电视观看设备或组件。

另外需要的为某种组件，用于左-右颠倒该电视观看设备或组件产生的图像；反射表面，用于产生次要的或反射的观看图像；以及主要的和次要的或者反射的图像以及观看的观众的几何设置，从而观看反射在次要图像中的、具有合适的空间和距离的主要图像，从而在该次要图像中产生(三维的)深度感知。

附图说明

根据本申请附图的以下简要说明，可以使本发明的其它特征更明显。

图1是视觉显示屏的图示性描绘，示出了单个点和临近该屏幕的主要镜子，在该镜子上可以看到位于该镜子表面后面的幻影点(phantom dot)，以及位于该镜子表面的两个偏移点。

图1(a)是视觉显示屏幕的第一个图示性描绘，示出了单个点、该屏幕对面的次要镜子，以及紧邻该屏幕的次要镜子对面的主要镜子，镜子的设置用于将屏幕上的图像反射到该主要镜子上，两个偏移点位于该主要镜子表面上。

图1(b)是第二个图示性描绘，示出了图1(a)中设置的组件，示出了用于描绘左-右图像的颠倒和校正的向量箭头。

图2是根据本发明的第一个可选实施例或方法的图示性描绘，描绘了由墙侧向形成的空间边界，如所描绘的空间中有电视组件、主要镜子和座位。

图3是根据本发明的第二个可选实施例或方法的图示性描绘，描绘了由墙侧向形成的空间边界，如所描绘的空间中有电视组件、主要镜子和座位。

图4是根据本发明的第三个可选实施例或方法的图示性描绘，描绘了由墙形成的空间边界，如所描绘的空间中有电视组件、主要镜子、次要镜子和座位。

图5是根据本发明的第四个可选实施例或方法的图示性描绘，描绘了由墙形成的空间边界，如所描绘的空间中有电视组件、主要凸透镜和座位。

图6是根据本发明的第五个可选或优选实施例或方法的图示性描绘，描绘了由墙形成的空间边界，如所描绘的空间中有阁子组件、装配有主要镜子并容纳有电视组件。

图7是对图5中描述的主要部件的放大的图示性描绘，将相同的部件放大可以更清楚第描述枢轴、与阁子组件(cabinet assembly)相关的结构平面、主要镜子和电视组件。

图7(a)是对图6中描述的主要部件的可选的图示性描绘，相同的部件可选地图示出了在封闭位置的阁子组件，用于在该阁子组件中封闭该主要镜子和电视组件。

图8(a)是根据本发明的左-右、正确的-图像或左-右、校正的图像的视觉显示。

图8(b)是根据本发明的左-右、颠倒的-图像的视觉显示。

具体实施方式

体视学(也称为立体或三维(3-D)成像)涉及通过分别向观看者的左眼和右眼呈现二维图像和偏移图像以及其它关于距离的视觉线索，以在图像中创造或增强错觉深度的技术。然后该二维图像和偏移图像在大脑中结合以产生三维深度的感知。

本发明的目的在于，当在电视屏幕上或相似的设备上观看二维图像时，使观看者不需要佩戴专门的眼镜，基本上感知到相同类型的三维图像。这通过观看者将其眼睛不是聚焦到电视屏幕上，而是聚焦到该电视屏幕的镜像上而实现。当观看者这么做时，眼睛不是聚焦在镜子的平面上，而是聚焦在镜子中的电视屏幕的感知图像上是自然趋势，该镜子中的电视屏幕在镜子后面距离与镜子前面的电视到镜子的距离一样远。

通常地，电视机或电视组件10的观看者观看视觉显示屏幕12上的图像18时，该观看者的眼睛120聚焦在远离该视觉显示屏幕12的位置处，并且两个眼睛120实质上看到相同的图像18在相同的位置。在图1中，点30表示观看者看到的形成如一般地在18/22处描绘的图像的几千个像素中的任何一个。

当在平面镜如15中观看该视觉显示屏幕12上的点30时，图像看起来没有在镜子15的表面，而是在其后面距离115处(如在幻影点32上)，该镜子15至该视觉显示屏幕12的距离为距离115。因此，观看者将他的或她的眼睛120专注在该镜子15的表面之外。这意味着两个眼睛120没有聚焦在该镜子15的表面的相同的位置看该图像(如在幻影点32上)，而是专注在两个分开的点上(如在点31上)。

两个点31被以一个距离分开，该距离为从该视觉显示屏幕12至该镜子15的距离，除以从该视觉显示屏幕12到该镜子15之间的距离115与从该镜子15至该观看者的眼睛120的距离116(即距离117)之和，再用所得到的比例乘以两个眼睛120之间的距离(通常在2-4英寸之间)而得到该距离。因此，如果眼睛120距离镜子15是最小距离(或者接近零距离)，那么出现在该镜子表面的该点的两个影像(如点31)被分开的与眼睛120被分开的一样远，并且如果该镜子15距离该视觉显示屏幕12很远(或几乎无穷远)，那么他们之间几乎没有任何分隔。

图1(a)是包括视觉显示屏幕12的设置的图示性描绘，通过图示的方式选择单个像素或点30在该视觉显示屏幕上。观看者的每个眼睛120看到反射到该次要反射表面或镜子21上的像素/点30是一对影像131，实际上，他们是该像素/点30在该主要反射表面或镜子15上的反射。

观看者感知的，不是包括该像素/点30和构成该视觉显示屏幕的所有其他像素的图画，或者该视觉显示屏幕12上的图像，而是视觉显示屏幕12的图像，其好像以大约两倍于从该视觉显示屏幕12至该主要反射表面或镜子18的距离，位于该次要反射表面21的后面。

由于每只眼睛120看到的每个像素/点131位于该次要反射表面或镜子21上稍微不同的地方，因此大脑接收到的视觉信息类似于当眼睛120感知真实三维全景时接收到的视觉信息。

图1(a)描绘的两个镜子设置具有附加的优点，即不需要对电视接收器或计算机监视器做电子修改，以为在反射平面中的观看图像所固有的颠倒图像问题提供校正。图1(b)图示了该现象。

本文中，出于图示的目的，在该视觉显示屏幕12上示出了具有方向性的图像-箭头或图像-向量22’。通常地，相对于图像-向量22’，该显示的图像从该主要反射表面18向后反射(如23’)。换言之，在感知的视图中，该图像18是左右颠倒的或左右互换的。

如果利用该主要图像18观看该视觉显示屏幕12，屏幕12上的文字会如图8(b)一般描绘的是反向的。尤其，观看该图像也会有其它分散的“反向”问题。

然而，次要反射表面21***到该主要反射表面15和该观看者的眼睛120之间，在该次要反射表面21上看到的图像18同样是颠倒的，并且在观看者120看来该图像如22一样正确地朝向。即该视觉显示屏幕12上的文字好像是正确地朝向，并且图像中的左边和右边不再是互换的。

通常地，人类的眼睛分开近似二至四英寸(通常来说分开2.5至3英寸)，当聚焦在位于观看者正前方的物体时，两个眼睛都倾斜向内朝向该物体，从而每个眼睛轻微的转向另一只眼睛，并且视线汇集在该物体上。眼睛的外旋是至大脑的输入信号之一，该输入信号提供深度信息。同样，通过将眼睛的晶状体变形，每个眼睛的晶状体使远处的物体变成清楚的焦点。这也通过关于各种物体的距离信息提供心理过程，在该心理过程中物体被聚焦。

第三，也是创造深度感知的非常重要的因素是，当观看图片资料时，眼睛在左视网膜和右视网膜不接收相同的图片，但是看到轻微偏移的图片。人类的大脑能够利用从每个眼睛接收到的二维图片的视觉内容的轻微的不同，在大脑中创建三维图像。

目前的三维视觉技术利用存在于一般视觉世界的所有视觉线索，诸如相对尺寸、亮度、视差(当头左右晃动时，物体的明显位置的水平移动)，也利用人类视力的上述特性以再现甚至夸大深度感知。

然而，很早就众所周知的是，通过强制两个眼睛看两个不同的图像，可以创造摄影材料或渲染材料中的深度感知，该两个不同的图像通过分开的照相机、摄影机或创造二维图像的艺术绘制创造；从人类眼睛的视角看到的图像是稍微间隔开的，最近才认识到，创造三维感知的重要因素为可以通过强制两个眼睛看完全相同的图片获得，但是该图片在水平方向上有轻微偏移。

例如，电视机能够处理两个摄像机拍摄的图像，该图像示出在电视机的交替帧上，观看者佩戴能够被电子地改变的合适的快门式眼镜，以便只示出一系列单个摄像机拍摄的图像，但是但单个摄像机拍摄的原始图片示出在屏幕上以供左眼观看，以及水平上轻微偏移但是相同的图片示出在替换的屏幕上以供右眼观看。即使只有辅助视觉线索，诸如颜色对比、尺寸和亮度提供的深度信息，这也在观看者的大脑里创造很大深度的感知。然而，对于在图片中产生深度感知的***，需要专门地创建电视机和专门的观看眼镜。

本发明涉及新发现的技术，通过利用观看的反射图像的独特的、迄今为止没有认知的特性，而不需要专门地创建电视机或佩戴专门的眼镜就可以实现几乎相同的效果。

已经发现，当在镜子中观看图像时，眼睛不是聚焦在镜子表面，而是聚焦在反射的物体的影像上，该影像以正好等于镜子到物体的距离位于该反射表面的后面。因此，眼睛不是以到该反射表面的距离聚焦在实际图像的上，而是以更大的距离聚焦在实际图像上。因此，由于从镜子到眼睛的视线是到该反射表面的直线，并且来自该反射表面的直线形成的反射角等于入射角，因此，每只眼睛将实际上看到相互之间轻微偏移的图像。

在电视表面前面的观看者的舒适的观看范围可以是大约10英尺左右。如果该反射表面放置在距离该电视接收器大约10英尺处，并且观看者也距离该观看表面大约10英尺，每个单个像素在屏幕的稍微不同的位置，虽然这样的位置只有一个。通过强制眼睛观看电视机的图像而不是电视机本身，每个眼睛将看到像素在反射表面的不同位置。

由于人类的眼睛以大约二至四英寸的距离分开(通常来说分开2.5至3英寸)，在这种情况下间距是相等的，如上所示，图像将以该数量的一般或者1.25英寸的大小导致电视图像的明显位置的偏移。这相当于将眼睛聚焦在大约20英寸距离处，这是观看不需要详细分析的图像的舒适和放松的距离。对于观看具有很大深度感知的二维材料，已经发现或大或小的距离能够满足该要求。

当然，感知的具有很大的深度程度的图像受图片的组成的影响，并且在较小范围内受相关的照相光学的影响。例如，包含分散在前景和后景之间的、广泛分布的物体的景象或动作的图片，相比于只涉及前景特征，也就是说，在他们后面具有空白墙壁的景象，将为大脑创造有说服力的深度感知提供更多的线索。

同样，将照相机设置成相对宽的焦点比设置成窄的焦点将产生更好的深度感知，宽焦点会使前景物体和背景物体都很灵敏地被限定，窄焦点使得比在焦距距离上的物体较近或较远的物体更不清楚地被限定。

当通过本发明的方法观看时，增强深度感知的观看条件包括利用暗室，使得主要的电视接收器屏幕比周围的物体更亮，使得几乎没有物体将观看者从将其眼睛聚焦至镜子中的平面上的图像上分散开，也没有其它也可以被反射并且使其从整个效果分散的物体。

人类眼睛的设置习惯于观看轻微分开在近距离处的物体或全在远处的物体的图像。人类眼睛的设置感知作为物体距离的线索的间距，因此，也作为图像中的深度感知。可以说，人类大脑装满了各种细节，并且当物体太远而不能提供两个图像的任何明显的分隔时也是如此。

通过实验发现，本发明从镜子15观看三维图像18的舒适距离为大约8至15英寸，反过来，从具有中等尺寸(大约60英寸)的视觉显示屏幕12的电视机10观看三维图像18的舒适的距离为8至15英寸。也就是说，观看者不坐在该视觉显示屏幕12的对面，而是如图4一般描绘的，可以临近该电视机或组件10而坐，并且观看经过镜子15反射的该视觉显示屏幕12上的图像投影，如图4一般描绘的，该镜子15放置在房间40(由墙壁41限定或限制)中观看者(例如坐在130处)对面。该视觉显示屏幕12的观看者的图像就像是为16至30英寸远，而不是该观看者到该镜子15的距离116。

当然，对于该观看者来说，由于该视觉显示屏幕12上的图像似乎是正常观看距离的两倍，因此其看起来比实际图像小。已经发现，该镜子15相对于该视觉显示屏幕12的精确放置留有相当大的余地，因此，关于每个镜子的放置有灵活性。

然而，将该镜子15放置的距离该视觉显示屏幕12太近就不能提供足够的图像间距，以在反射的图片或图像中产生幻觉深度。另外，将该镜子15放置的距离观看者太近，会产生比正常的适于舒适观看的更大的间隔。

关于反射表面，反射光线109的方向由入射角度104决定，入射光线108与表面法线105(其在入射光线108与表面106相交的点上垂直于表面106)形成该入射角度104。该入射光线108和反射光线109位于一个平面上，并且根据(镜面)反射原理，该反射光线109和该平面法线105之间的反射角度107与该入射光线108和该平面法线105之间的反射角度相同。

介由镜子15观看视觉显示屏幕12的一个缺点是，如图8(b)的13中的图像是左右颠倒的。例如，该视觉显示屏幕12上的文字似乎是反向的。用两种方法可以很容易的矫正。最简单的方法是对该电视组件10重新接线，使得其颠倒来自该视觉显示屏幕12的投影图像18，并且该反射的图像似乎是“正常的”或者是左右矫正的。或者，一些商业电视机设计通过简单地按下电视遥控器上的按钮允许颠倒观看。

第二种方法是利用两个镜子，称为主要镜子如15和次要镜子如21。如果将第二个镜子合适地放置以适于舒适的观看，则可以不用考虑在该主要镜子15的表面上的两个图像之间的间隔，而将镜子15/21中的第一个放置或定位。

例如，可以将第一个或主要镜子15放置在视觉显示屏幕12的正上方，该视觉显示屏幕12水平放置在桌子上，与观看者位于房间40的相同侧，使得左-右校正图像18相对于该视觉显示屏幕12的水平面100是直接垂直的或正交的。

现在参考附图获取更多的特性，图2表示或描绘了根据本发明的第一个可选的实施例或方法。在图2中，主要图像由传统的电视组件10产生，已经设置该电视组件10以从该视觉显示屏幕12上产生左-右颠倒的图像13。

一些商业电视机和组件10装配有通过遥控器单元电子地颠倒图像的某种组件。Fir电视接收器不是这样装配的，通过颠倒至该屏幕12的水平扫描线来颠倒屏幕12上的图像。这种修改的目的为，在该视觉显示屏幕12上提供图像，如图8(b)所描绘的，该图像是左-右颠倒的。

如图7(a)所描绘的，优选地，具有左-右颠倒图像13的平面电视组件10水平安装、或者以45度角度安装、或者以低于水平面的角度安装，从而从屏幕12的上方可以看到产生的图像。优选地，反射表面由适当大小(即大致等于该视觉显示屏幕12的尺寸)的主要镜子15限定，该主要镜子15放置在该电视组件10的上方并且是垂直上方，从而将该视觉显示屏幕12产生的图像反射到房间对面的观众，或者反射到距离镜子15适当的距离。

这样的距离大约与至正常的、垂直朝向类似尺寸的电视屏幕的舒适观看距离相同。优选地，该镜子具有商用品质，但是反射表面的品质越高，产生的三维图像就越好。

最优地，该主要视觉显示屏幕12、镜子15和观看的观众(如一般用椅子130表示)的放置是，从该主要视觉显示屏幕12到镜子15的距离与从镜子15到该观看观众130相等，并且也等于对于电视尺寸和分辨率的正常的舒适观看距离。然而，从该主要屏幕到该电视的距离可能是有限的。

限定可以包括将该屏幕12和该镜子或反射平面15并入单个的阁子如11中，虽然经常建造有控制台电视机，或者将该视觉显示屏幕12安装在具有开放顶部或枢轴面板25的阁子11中，从而单独安装镜子(或许安装到墙壁41上，或者安装到构造用于在适当的角度支撑镜子15的框架上)。根据这些限定，在强制的几何限定内，从该主要视觉显示屏幕12到镜子15的距离应该尽可能大。

参考图3，根据本发明的第二个可选实施例，其涉及利用具有光栅引线颠倒的主要平面电视组件10来显示左-右颠倒的图像。第二个可选实施例与第一个可选实施例不同的是，优选地，该屏幕12垂直安装在类似于常规的电视观看的位置。

单个或主要镜子15放置在该视觉显示屏幕12的对面，并且设置该观看观众130与该主要电视组件10在一条线上，或者接近在一条线上。该主要电视组件10和该镜子15之间的距离与该镜子15和该观看观众130之间的距离，应该尽可能靠近适于该电视组件10的尺寸和图像质量的正常的观看距离。

图4一般描绘了根据本发明的第三个可选实施例或方法。可以将传统的电视组件10并入上位方案，而不需要通过增加第二个镜子或次要镜子或反射表面21将电视组件10修改成左-右颠倒的图像。

该主要电视组件和镜子的设置实质上是如第一个可选实施例中所述的；然而，该方案中并入了第二镜子21。当第一镜子将来自该视觉显示屏幕12的图像反射成左-右颠倒(与该屏幕12上的图像相比)时，或许位于对面的墙壁41上的第二镜子21颠倒在第一镜子15上看到的图像。

在该配置中，该观看观众130与该主要电视图像和第一反射表面15的方向一致，或者与他们位于房间的相同侧。优选地，该观看观众130到第二表面21应该有舒适的观看距离，但是应该将第一镜子15放置的与该主要视觉显示屏幕12尽可能近。

参考图5，其描绘了第四个可选实施例或方法，并示出了矩形凸面镜24。优选地，从该电视组件10、视觉显示屏幕12和用于最终的观看表面的观看观众130的方向观看该凸面镜24。该凸面镜24的主要目的为补偿图像尺寸的减小，当从实质上两倍于用于直接观看该相同的屏幕12时的距离，观看该视觉显示屏幕12上的图像时，图像尺寸的减小一定会发生。该凸面镜的几何结构呈现出的图像大于反射的图像，并且通过选择正确的球面半径，可以将该图像放大的足够大以补偿偏大的观看观众。

在第一和第二可选实施例中，投影的图像或投影的电视单元完全可以取代该传统的电视组件10。如果在该第二可选实施例或方法中，利用了单个反射镜，则可以利用反射镜代替传统屏幕，并且需要颠倒视频管光栅(video tuberaster)的显示。毫无疑问，视频技术和视频光学领域的技术人员可以实现本发明的其它实施例。

在这一点上，例如，本发明进一步包括阁子组件11，用于使用户观看三维电视，优选地，该阁子组件包括组件-接收隔间如14和完全接收的主要镜子或反射表面15。该主要镜子包括主要镜面如102和某个镜子-枢轴或镜子-调节组件。

如图7或图7(a)所描绘的，通过该组件-接收隔间14或者在该组件-接收隔间14中接收电视组件10的左-右颠倒的图像。该镜子-枢轴或镜子-调节组件使用户有选择地以镜子枢轴如103为中心旋转该主要镜子15。来自该电视组件10的视觉显示屏幕12的的左-右颠倒的视觉显示13可以从该主要镜子15反射。

该镜子-枢轴或镜子-调节组件，使用户调节该左-右颠倒的视觉显示13在该主要镜子15上相对于该镜面102或法线105的入射角度104，以提供反射的左-右正确的视觉显示如18/22。根据上文提出的原理，用户对用于产生三维电视观看的、该反射的左-右正确的视觉显示18/22是立体可观察的。

优选地，该阁子组件11可以进一步包括某个屏幕-枢轴或屏幕-调节组件，将该组件做成与隔间14中的接收的电视组件10相配合，使用户有选择地以屏幕枢轴如111为中心旋转该接收的电视组件10的该视觉显示屏幕12。屏幕-枢轴组件和镜子-枢轴组件一起使用户调节该左-右颠倒的视觉显示13的入射角度104，以提供该反射的左-右正确的视觉显示18/22。

已经发现，如果放置镜子、或者是主要镜子15或者是次要镜子21，使得观看者在镜子中除了看到该视觉显示屏幕12之外看不到太多其它物体，那么会更容易看到清楚限定的深度。如果该镜子15/22太大，并且除了该视觉显示屏幕12之外示出了很多其他物体，那么这样的设置为观看者提供关于他在镜子中看到的事物的实际深度的视觉线索，其中一个线索是该电视组件10。这会使观看者很难集中在该电视组件10的该视觉显示屏幕12上，并且观看者会丧失该效果。

同样地，当该电视组件10和镜子15后面的墙壁41都相对平坦和简单时，本***和/或方法运行的最有效。同样，任何提供关于反射的视觉图像的视觉线索的事物都会分散效果。最后，本发明在暗室中运行的更有效，在暗室中其它视觉参考是最小化的，并且被照亮的视觉显示屏幕占据了视野。

虽然上述描述包含了一些特性，但是这些特性不应当理解为对本发明范围的限定，而是作为本发明的示例。例如，可以预见的是本发明实质上提供了具有组件或部件的***，用于使用户或观看者从二维电视机户组件观看三维电视。

根据本发明的***实质上包括，如一般图示和标识为10的电视组件；以及一般图示和标识为11的阁子组件的组合。优选地，该电视组件10包括视觉显示屏幕如12,以及用于可选择性地在该视觉显示屏幕12上提供左-右颠倒的视觉显示(如13)的组件。该视觉显示屏幕一般地或固有地包括如标识为100的视觉显示平面，使得该左-右视觉显示从该视觉显示屏幕100正交地(如向量101)导出。

优选地，根据本发明的该阁子组件11包括组件-接收隔间14和主要镜子组件或镜子15。该主要镜子15一般地或固有地包括主要镜子平面102和某个镜子-枢轴组件，优选地，该组件可以通过可配合的标识为16铰链连接和括号形状的硬件17进行例证。

优选地，该电视组件10由该组件-接收隔间14接收，或者在该组件-接收隔间14中接收，并且该镜子-枢轴组件使用户能够可选择地以镜子枢轴103为中心旋转该主要镜子15。左-右颠倒的视觉显示13自该主要镜子15反射。该镜子-枢轴组件实质上起到了是用户调节该左-右颠倒的视觉显示13在该主要镜子15上相对于该镜面102的入射角度104，以提供反射的左-右正确或校正的视觉显示(如18)。用户对用于产生三维电视观看的、该反射的左-右正确的视觉显示或左-右校正的视觉显示是立体可观察的。

优选地，根据本发明的***可以进一步包括某个屏幕-枢轴组件，优选地，该组件可以通过可配合的标识为19的铰链连接和括号形状的硬件20进行例证。可以使该屏幕枢轴组件与该电视组件10相配合，以使用户能够有选择性地以屏幕枢轴111为中心转动该视觉显示屏幕12。

该屏幕-枢轴组件和该镜子-枢轴组件或者屏幕-枢轴组件和镜子-枢轴组件组合，实质上起到了使用户调节该左-右颠倒的视觉显示13的入射角度104的作用，以通过反射角107提供反射的左-右正确的视觉显示18。优选地，该屏幕枢轴111和镜子枢轴103如一般图示的是平行的，但是也可能如图7和图7(a)一般描绘的是水平朝向的，或者是垂直朝向的(没有专门图示出)。

或者，根据本发明的***可以包括次要镜子组件或次要镜子21，结合电视组件10，其包括用于可选择性地在该视觉显示屏幕12上提供标识为22的正确的左-右视觉显示。该正确的左-右视觉显示22提供来自该主要镜子15的反射的左-右颠倒的视觉显示(如23)，并且该反射的左-右颠倒的视觉显示23提供来自该次要镜子21的反射的左-右校正的视觉显示18。用户110对用于产生三维电视观看的、反射的左-右校正的视觉显示18是立体可观察的。

其它任选的或可选的特征包括限定该主要镜子15为凸面镜,如一般描绘和标识的24。预计该凸面镜组件可以很好的工作以增强该视觉显示18(或22)的立体可观察性。另外，优选地，该阁子组件11可以包括可旋转面板25，该可旋转面板25与该主要镜子15是可配合的，并且固有地包括面板平面112。

如可以从图7和图7(a)看出，优选地，镜子和面板平面102和112是平行的。如图7(a)中所描绘的，预计该可旋转面板25可以附接至该主要镜子115，用于使用户可选择地密封邻近该隔间14中的电视组件10的主要镜子组件15。

进一步相信，前述的考虑能够很好的提供观看三维电视的方法，该方法包括步骤：提供左-右颠倒的-图像电视组件10；在该电视组件10上提供左-右颠倒的视觉显示13；定位或调整主要镜子或反射平面15在该左-右颠倒的视觉显示13对面，用于从该主要镜子15产生反射的左-右校正的视觉显示18/22；以及110立体地观察来自该主要镜子15的反射的左-右校正的视觉显示18/22。

该方法可以进一步包括步骤；在阁子组件11的组件-接收隔间14中接收电视组件10的步骤；定位或调整主要镜子或反射平面15在该左-右颠倒的视觉显示13对面之前，将该主要镜子15附接至该阁子组件11；以及调整(1)该左-右颠倒的-图像的视觉显示13和(2)该左-右校正的视觉显示18/22相互之间的方向，例如，通过镜子-枢轴或调整组件以及屏幕-枢轴或调整组件。

因此，虽然通过参考某些优选的和可选的实施例以及某个方法论描述了本发明，但是并不能因此限定本文中呈现的新颖的公开，而是将其修改应该被包含在前述的公开、权利要求书中记载的以及附图的范围和精神内。

Claims (24)

1.使用户能够观看三维电视节目或其它图像显示的***，该***不需要准备视觉材料的专门工具，不需要显示设备的电子改造，或者就观看者而言不需要专门的眼镜，该***包括以下的组合：

实质上平面的视觉显示屏幕；

平面反射表面，放置在所述视觉显示屏幕对面，并且这样的调整使得观看者可以看到从所述反射表面反射的所述视觉显示的完整视图；

颠倒该视觉显示的组件，这样的反射提供所述视觉显示区域的正确的从左至右的正确感知给观看者；以及

大致分隔所述视觉显示屏幕和所述平面反射屏幕的组件，使得该观看者对该视觉显示屏幕的感知，在该观看者到该平面反射表面的舒适观看距离的四分之一至四倍的范围内，因此，导致观看者将眼睛聚焦于该视觉显示屏幕的更远的反射上，而不是在该反射表面上，并且要求观看者感知该视觉显示屏幕在该反射表面上的轻微的偏差反射，实现通过观看者的左眼和右眼接收到的视图的足够的分隔，以创造显示在该视觉显示屏幕上的图画的深度感知。

2.根据权利要求1所述的***，其中该平面视觉显示屏幕包括传统的平板电视接收器或计算机监控屏幕。

3.根据权利要求1所述的***，其中该平面反射表面包括普通的玻璃镜。

4.根据权利要求1所述的***，其中颠倒该反射的视觉显示的组件由颠倒连接至传统的电视接收器的光栅显示端子的引线组成；或者通过修改接收器，或者通过植入在该电视接收器中的遥控器或面板安装控制器应用颠倒的程序。

5.根据权利要求1所述的***，其中该颠倒该反射的视觉显示的组件包括设置的主要反射表面的包含物，从而将该视觉显示屏幕的整个图像反射至该平面反射屏幕，再反射至观看者，该平面反射屏幕现在作为次要反射表面，取消了颠倒该视觉显示屏上的显示的需要。

6.根据权利要求1所述的***，其中从该视觉显示屏幕至该平面反射表面的距离，在该平面反射表面的舒适观看距离的一半至两倍的范围内。

7.根据权利要求1所述的***，其中从该视觉显示屏幕至该平面反射表面的距离，在该平面反射表面的舒适观看距离的四分之三至一点五倍的范围内。

8.根据权利要求1所述的***，其中该视觉显示屏幕和主要平面反射表面结合在阁子中，并且从该视觉显示平面正交地设置所述次要表面，阁子组件包括组件-接收隔间和主要反射表面，该主要反射表面包括镜子平面和表面-枢轴组件，电视组件由该组件-接收隔间接收，该表面-枢轴组件用于使用户能够有选择地以表面枢轴为中心转动该主要反射表面，该左-右颠倒的视觉显示从该主要反射表面反射，该表面-枢轴组件用于使用户能够调整该左-右颠倒的视觉显示在该主要反射表面上的入射角度，以提供反射的左-右正确的视觉显示，用于产生三维电视的该反射的左-右正确的视觉显示对用户来说是立体可观察的。

9.使用户观能够立体地看移动的图像的***，该***包括以下的结合：

视觉显示屏幕，该视觉显示屏幕包括视觉显示平面；

用于在该视觉显示屏幕上可选择地提供左-右颠倒的视觉显示的组件，该左-右视觉显示从视觉显示平面正交地导出；以及

主要反射表面，该主要反射表面包括镜面，该左-右颠倒的视觉显示从该主要反射表面反射，以提供反射的左-右正确的视觉显示，该视觉显示平面与该镜面隔开，使得观看者对该视觉显示屏幕的感知，导致该观看者专注在该镜面的后面的点上，从而要求观看者感知该镜面中的该视觉显示屏幕的横向的偏移反射，以在显示在该视觉显示屏幕上的图像中创造深度感知。

10.根据权利要求9所述的***，其中该视觉显示平面和该镜面分开的距离，在观看者至该镜面的舒适观看距离的四分之一至四倍的范围内。

11.根据权利要求10所述的***，其中该视觉显示屏幕和该镜面分开的距离，在观看者至该镜面的舒适观看距离的一半至两倍的范围内。

12.根据权利要求11所述的***，其中该视觉显示屏幕和该镜面分开的距离，在观看者至该镜面的舒适观看距离的四分之三至一点五倍的范围内。

13.根据权利要求9所述的***，包括阁子组件，该阁子组件用于相对于该主要反射表面定位该视觉显示屏幕。

14.根据权利要求13所述的***，包括表面-枢轴组件，该表面-枢轴组件用于使用户能够可选择性地以表面枢轴为中心旋转该主要反射表面，以调整该左-右颠倒的视觉显示在该主要反射表面的入射角度，从而提供反射的左-右正确的视觉显示。

15.根据权利要求13所述的***，包括屏幕-枢轴组件，使该屏幕-枢轴组件与该视觉显示屏幕相配合，以使用户能够可选择性地以屏幕枢轴为中心旋转该视觉显示屏幕，该屏幕-枢轴和该表面-枢轴一起使用户能够调整该左-右颠倒的视觉显示的入射角度，从而提供反射的左-右正确的视觉显示。

16.根据权利要求9所述的***，包括次要反射表面和组件，该组件用于可选择地在该视觉显示屏幕上提供正确的左-右视觉显示，该正确的左-右视觉显示用于从该主要反射表面提供反射的左-右颠倒的视觉显示，该反射的左-右颠倒的视觉显示用于从该次要反射表面提供反射的左-右正确的视觉显示，该反射的左-右校正的视觉显示对用户来说是立体可观察的。

17.根据权利要求9所述的***，其中该主要反射表面是凸面的，该凸面反射表面用于增强该视觉显示屏幕的立体可观察性。

18.使用户观能够立体地看移动的图像的***，该***：

提供左-右、可逆的-图像的视觉显示屏幕；

在所述视觉显示屏幕上提供左-右、颠倒的-图像的视觉显示；

将主要反射表面放置在该左-右、颠倒的-图像的视觉显示的对面，用于从该主要反射表面产生反射的左-右、校正的-图像视觉显示；以及

从该主要反射表面立体地观察该反射的左-右、校正的-图像的视觉显示。

19.根据权利要求18所述的***，其中通过阁子组件放置该视觉显示屏幕。

20.根据权利要求19所述的***，其中将该主要反射表面放置在该左-右、颠倒的-图像的视觉显示之前，通过阁子组件放置该主要反射表面。

21.根据权利要求20所述的***，其中调整(1)该左-右、颠倒的-图像的视觉显示和(2)该左-右、校正的-图像的视觉显示相互之间的方向。

22.根据权利要求18所述的***，其中在所述电视组件上提供左-右、正确的-图像的视觉显示；

该主要反射表面放置在该左-右、正确的-图像的视觉显示对面，以从该主要反射表面产生反射的左-右、颠倒的-图像的视觉显示；

次要反射表面放置在该左-右、颠倒的-图像的视觉显示对面，以从该次要反射表面产生反射的左-右、校正的-图像的视觉显示；以及

该反射的左-右、校正的-图像的视觉显示从该次要反射表面是立体地可观察的。

23.根据权利要求18所述的***，其中该主要反射表面是凸面的，凸面、主要反射表面用于使用户增强该视觉显示屏幕的立体可观察性。

24.根据权利要求22所述的***，其中选择的反射表面是凸面的，从由该主要反射表面和次要反射表面组成的组中选择该选择的反射表面，该选择的反射表面用于增强该视觉显示屏幕的立体可观察性。